No tratamento e na biotecnologia, a capacidade de desenvolver proteínas com funções novas ou avançadas é muito importante, mas os métodos atuais geralmente são lentos e trabalhosos. Agora, os cientistas de pesquisa de scripts criaram uma plataforma de biologia sintética que acelera a própria evolução – milhares de vezes mais rápida que a natureza dos pesquisadores, permite que as proteínas desenvolvam proteínas com novas propriedades. O sistema foi descrito no nome T7-Orakol Ciência 7 de agosto de 2025, e os pesquisadores representam um avanço sobre como o engenheiro de proteínas terapêuticas pode fazer para o campo do câncer, neurodizenação e qualquer outra doença.
“É como dar à Evolution um botão de renda rápida”, disse Pitt Shultz, presidente e escritor executivo da Scripps Research, que também deixou o presidente do presidente do LS “Sam”. “Agora você pode desenvolver proteínas dentro da célula ininterrupta e precisamente sem danificar o genoma da célula ou precisar de uma ação intensiva em mão-de-obra”.
A evolução é um processo de laboratório que envolve a introdução de mutações com funções avançadas do que vários ciclos e selecionando variantes. É usado para produzir proteínas com as características desejadas, como altos anticorpos seletivos e de altafinidade, novos recursos ou enzimas catalisadoras ou alvos de drogas para investigar o aumento de mutações no alvo. No entanto, o tradicional é frequentemente necessário para manipulação e rodadas repetidas para o exame por uma semana ou mais a cada rodada. Sistemas para evolução contínua – onde as proteínas são desenvolvidas dentro de células vivas sem intervenção manual – cada rodada de divisão é destinada a conversão e seleção simultâneas a cada rodada (cerca de 20 minutos para bactérias). No entanto, o método existente é limitado à complexidade técnica ou taxa de mutação moderada.
A engenharia T7-Orakol espalha esses obstáculos por E coli Bactérias – Um modelo padrão de biologia molecular – o bacteriófago é uma segunda hospedagem de sistema de transcrição de DNA artificial, é um vírus que infectou bactérias e tem sido amplamente estudado para seu sistema de transcrição simples e qualificado. O Oracol T7 permite a evolução acelerada de hipermutação contínua e biomacromolicóis e muitas proteínas são projetadas para se aplicar aos objetivos e desafios biológicos. Conceitualmente, o T7-Orakal cria e se estende aos sistemas de transcrição ortogonais existentes-o que significa que eles trabalham individualmente a partir do próprio aparelho da célula Sacramecia (Fermento de Baker) e Ecop E coliA comparação com esses sistemas, alta mutizenasia, crescimento rápido, alta eficiência de conversão e facilidade com sua combinação de oráculo T7 E coli O host e a biologia molecular do plasmídeo de replicação circular pode ser integrada ao fluxo de trabalho.
O sistema ortogonal T -7 Oracle visa apenas o genoma do hospedeiro da casa, visando o DNA do plasmídeo (pequenos e redondos pedaços de ingredientes genéticos). Engenharia T7 DNA PolymerAz (uma enzima viral que reflete o DNA), como um erro, os pesquisadores introduziram a conversão em genes alvo a 100.000 vezes mais do que o normal sem danificar as células hospedeiras.
“Este sistema representa um grande progresso na evolução contínua”, disse Christian Dyreks, professor assistente de química da Scripps Research. “Em vez de uma rodada de evolução por semana, você é uma meta sempre que dividiu a casa – para que realmente acelere o processo”
Para mostrar o poder do T7-Oraccol, a equipe de pesquisa entrou em um gene de resistência a antibióticos comum, TEM-1 β-lactamage e o abriu E coli Células para aumentar a dose de vários antibióticos. Em menos de uma semana, o sistema desenvolveu as versões enzimáticas que poderiam impedir a camada antibiótica 5000 vezes maior que a raiz. Esse conceito de prova não mostra apenas a velocidade e a precisão do Oracol T7, mas também demonstra a relevância do mundo real, transmitindo a resistência nos antibióticos.
“A parte surpresa foi o quão de perto vimos as transformações que correspondem às mutações de resistência do mundo real encontradas nos contextos clínicos”, observou o Dearks. “Em alguns casos, vimos novas combinações que você fez melhor do que você veria na clínica”.
No entanto, Dyers enfatizou que o estudo não se concentrava na resistência a antibióticos todo mês de setembro.
“Este não é um artigo sobre o TEM -1 β -Lactdamage”, explica ele. “Esse gene foi apenas um critério bem conhecido para mostrar como o sistema funciona. O importante é que agora podemos desenvolver o alvo dos medicamentos contra o câncer, em vez de alguns meses e desenvolver praticamente qualquer proteína como enzimas terapêuticas”.
O amplo potencial do Oracol T7 está em sua adaptabilidade como uma plataforma para a engenharia de proteínas. Embora o sistema seja construído -in E coliA bactéria atua originalmente como um vaso para a evolução contínua. Os cientistas podem entrar nos genes de humanos, vírus ou outras fontes para o plasmídeo, que mais tarde é introduzido E coli As células T7-Orakol altera esses genes, produzindo proteínas variantes que podem ser examinadas ou selecionadas para funções avançadas. Causa E coli Crescendo em laboratórios é fácil e amplamente utilizado, fornece um sistema conveniente e escalpável para desenvolver uma proteína de interesse praticamente.
Pode ajudar os cientistas a desenvolver anticorpos para atingir o câncer específico, desenvolver enzimas terapêuticas mais eficazes e projetar proteínas que visam doenças de câncer e neurodigennerias.
“O emocionante não se limita a uma doença ou um tipo de proteína”, diz Dieks. “Como o sistema é personalizado, você pode jogá -lo em qualquer gene e pode desenvolvê -lo para qualquer função necessária.”
Além disso E coli Cultura e flores de trabalho de laboratório amplamente utilizadas, evitando protocolos complexos necessários para outros sistemas de evolução contínua.
“A principal coisa que se separou é como é fácil implementar”, acrescentou os tintinos. “Não há equipamento ou habilidade especial aqui, se você já trabalha E coliVocê provavelmente pode usar este sistema com a consistência mínima. “
Reflete o objetivo amplo do oráculo T7 Shultz: os principais processos biológicos-como transcrição de DNA, transcrição de RNA e tradução de proteínas-que eles trabalham independentemente da célula hospedeira. Essa separação permite que os cientistas sejam re -programar esses processos sem interromper a atividade celular geral. Decling Processos básicos do genoma, equipamentos como T7-Orakol ajudam no avanço da biologia sintética.
“No futuro, estamos interessados em usar esse sistema para desenvolver polimeracos que possam replicar ácidos nucleicos completamente não naturais: moléculas sintéticas que são semelhantes ao DNA e RNA, mas com as características químicas do romance“ Diz os tintureiros. “Ele exporá as possibilidades na genômica sintética que simplesmente começamos a explorar” “
Atualmente, a equipe de pesquisa se concentra na adaptação para desenvolver enzimas humanas para uso terapêutico e reconhecer sequências proteicas específicas relacionadas ao câncer.
“A abordagem T7-Orakal melhor integra os dois mundos”, disse Shultz. “Agora podemos combinar projetos de proteínas razoáveis com evolução contínua para descobrir as moléculas efetivas com mais eficiência do que nunca”.
Além de Dearks e Shultz, os autores do estudo, ”Um repissomo ortogonal de T7 para a evolução da hipermutação contínua e e -coli“Philip Sepaman, Cynthsia Raong, Thomas Gilly, Yahui Ban, Sevid Wanid e David A.
Este trabalho foi apoiado pelos Institutos Nacionais de Saúde (Grant RGM 145323).
